[发明专利]用于精确角位移测量的多循环双冗余角位置感测机构及相关联的使用方法

说明书

本发明公开了一种装置，该装置可以包括第一平面电感式传感器，该第一平面电感式传感器包括两个振荡器线圈和两个感测线圈。该装置还可以包括独立于第一传感器的第二平面电感式传感器，并且该第二平面电感式传感器还包括一对振荡器线圈和感测线圈。该装置还可以包括高频交流载波发生器，该高频交流载波发生器被配置为将高频交流载波信号注入到振荡器线圈中。第一平面电感式传感器的振荡器线圈的载波信号与相同平面电感式传感器的第2振荡器线圈180度异相，并且沿相反的几何方向缠绕，并且另一个电感式传感器的振荡器线圈也可以类似地缠绕。第一平面电感式传感器的两个感测线圈可以彼此90度异相，并且另一个电感式传感器的感测线圈也可以类似地缠绕。

背景技术：

技术领域：

各种位置感测应用可以受益于双冗余感测。例如，对于安全关键型应用中的精确角位移测量，多循环双冗余角位置感测机构及相关联的使用方法可以是有用的，其中感测系统的故障将不会导致灾难，因为它由具有相同形状因数并容纳在相同空间中的类似系统支持。

相关技术描述：

位置传感器是汽车、工业和航空航天行业中的常见元件。更一般地，每当涉及安全时，高度耐用且可靠的位置传感器是有价值的。可以使用电冗余位置传感器布置来满足大部分的安全要求，这些电冗余位置传感器布置可以通过使用两个独立位置传感器测量相同参数来实现。

电位计用作冗余位置传感器。它们是接触型传感器并且导致磨损和噪音。为了克服这些缺点，使用了非接触型传感器。这些传感器基于电感、电容、光学和霍尔效应原理。光学编码器提供了良好的分辨率，但导致更高的成本以及恶劣/受污染环境中的可靠性相关问题。霍尔传感器对温度和外部磁场敏感。电容传感器对极端环境变化非常敏感。通过霍尔、光学和电容技术来实现冗余设计可能增加部件计数和成本。

另外，常规电感式位置传感器是昂贵的。它们在成本方面和空间方面都是昂贵的：当它们径向地缠绕在芯上时，它们占据了很大的三维空间。

发明内容：

根据某些实施方案，装置可以包括第一平面电感式传感器，该第一平面电感式传感器包括相对于彼此180度异相的两个振荡器线圈和两个感测线圈。装置还可以包括独立于第一传感器的第二平面电感式传感器，该第二平面电感式传感器包括相对于彼此180度异相的两个振荡器线圈和两个感测线圈。装置还可以包括高频交流载波发生器，该高频交流载波发生器被配置为将高频交流载波信号注入到振荡器线圈中。针对第一平面电感式传感器的振荡器线圈的载波信号可以与针对第二平面电感式传感器的振荡器线圈的载波信号同相。第一平面电感式传感器的振荡器线圈可以与第二平面电感式传感器的相应振荡器线圈沿相同几何方向缠绕。第一平面电感式传感器的两个感测线圈可以彼此90度异相。第二平面电感式传感器的两个感测线圈可以彼此90度异相。

在某些实施方案中，方法可以包括提供装置，该装置具有第一平面电感式传感器，该第一平面电感式传感器包括两个振荡器线圈和两个感测线圈，并且还具有独立于第一传感器的第二平面电感式传感器，并且该第二平面电感式传感器也包括两个振荡器线圈和两个感测线圈。方法还可以包括提供电磁地链接到感测线圈中的每个感测线圈的目标。方法还可以包括基于在感测线圈中感应的电压来感测目标的角位置。

附图说明：

为了正确理解本发明，应参考附图，其中：

图1示出了根据本发明某些实施方案的独立的两对振荡器线圈。

图2A示出了根据本发明某些实施方案的第一对感测线圈。

图2B示出了根据本发明某些实施方案的第二对感测线圈。

图3示出了根据本发明某些实施方案的目标板。

图4A示出了根据本发明某些实施方案的四层PCB的顶层。

图4B示出了根据本发明某些实施方案的四层PCB的中间层1。